一种新能源接入下的输电网的规划方法和装置制造方法及图纸

本申请提供了一种新能源接入下的输电网的规划方法和装置，能够用于规划新能源接入下的输电网，使其总成本最小。方法包括：根据待规划的输电网确定电力参数，电力参数包括输电网的第一电力区域中各节点的风电装机容量和光电装机容量；基于电力参数，建立用于规划输电网的第一模型，第一模型包括第一目标函数、双碳目标子模型、全生命周期碳排放评估子模型和新能源渗透率子模型，第一目标函数用于通过最小化输电网的总成本来优化第一模型，第一目标函数以双碳目标子模型和新能源渗透率子模型为约束条件；采用优化算法优化电力参数，使得第一目标函数最优，以获取优化后的第一模型；根据第一模型规划输电网。根据第一模型规划输电网。根据第一模型规划输电网。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源接入下的输电网的规划方法和装置


[0001]本申请涉及输电网
，尤其涉及一种新能源接入下的输电网的规划方法和装置。

技术介绍

[0002]随着能源危机以及全球的气候变化问题，新能源(包括风和光)发电日趋流行。由于新能源发电具有随机性和间歇性(将随机性和间歇性统称为不确定性)，新能源接入下的输电网具有不确定性。
[0003]传统的输电网的规划方法基于确定性的能源(例如煤炭)确定的，不再适用于新能源接入下的输电网。
[0004]因此，亟需一种新能源接入下的输电网的规划方法。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种新能源接入下的输电网的规划方法和装置，能够用于规划新能源接入下的输电网，使其总成本最小。
[0006]第一方面，提供了一种新能源接入下的输电网的规划方法，包括：
[0007]根据待规划的输电网确定电力参数，电力参数包括输电网的第一电力区域中各节点的风电装机容量和光电装机容量；
[0008]基于电力参数，建立用于规划输电网的第一模型，第一模型包括第一目标函数、双碳目标子模型、全生命周期碳排放评估子模型和新能源渗透率子模型，第一目标函数用于通过最小化输电网的总成本来优化第一模型，第一目标函数以双碳目标子模型和新能源渗透率子模型为约束条件；
[0009]采用优化算法优化电力参数，使得第一目标函数最优，以获取优化后的第一模型；
[0010]根据第一模型规划输电网。
[0011]在一种可行的设计中，新能源渗透率子模型通过以下公式实现：
[0012][0013][0014][0015][0016]其中，为风电装机容量，为光电装机容量，为风电渗透率，为光电渗透率，β
NE
为可再生能源消费占比，α
fire
为标煤折合系数，E
water
为水电发电量，E
sun
为光伏发
电量，E
wind
为风电发电量，E
X
为能源消费总量，β
Abs
为可再生能源消纳责任权重，为全社会用电量。
[0017]在一种可行的设计中，第一目标函数如以下公式所示：
[0018][0019]其中，X为第一电力区域，T为输电网对应的规划时期，F
cost
为输电网对应的总成本，F
inv
为投资成本，投资成本包括水电投资成本、火电投资成本、风电投资成本和光电投资成本，F
ope
为运营成本，F
inv
如以下公式所示：
[0020][0021]其中，为发电机建设成本，为线路建设成本、为储能成本。
[0022]在一种可行的设计中，电力参数还包括储能装机容量，第一模型还包括电力平衡约束子模型，第一目标函数还以电力平衡约束子模型为约束条件，电力平衡约束子模型通过以下公式实现：
[0023][0024]其中，P
D
为第一电力区域的负荷需求，P
gen
为第一电力区域对应的发电机g发出的电力，为摒弃的电力，为储能的发电功率，为储能的蓄电功率，其中和均为根据储能装机容量确定的。
[0025]在一种可行的设计中，双碳目标子模型通过以下公式实现：
[0026][0027][0028]其中，P
fire
为火电出力，t为规划周期T的任意时刻，2030表示年份，2060表示年份，β
fire
为火电的二氧化碳排放通过节碳减排技术与生态系统碳汇能力达到碳中和的比率系数。
[0029]在一种可行的设计中，第一模型还包括发电约束子模型，第一目标函数还以发电约束子模型为约束条件，发电约束子模型通过以下公式实现：
[0030][0031][0032][0033]其中，为发电机g的单位装机容量投资成本，为发电机装机容量，发电机装机容量为风电装机容量、光电装机容量、水电装机容量和火电装机容量的总和，为发电机装机容量的上限值，为发电机装机容量的下限值。
[0034]在一种可行的设计中，第一模型还包括第二目标函数，全生命周期碳排放评估子模型通过第二目标函数进行优化，第二目标函数如以下公式所示：
[0035][0036]其中，F
IES
为碳排放运行成本，F
device,t
为设备运行成本，F
carbon,t
为碳排放成本，F
market,t
为市场购买成本；
[0037]全生命周期碳排放评估子模型通过以下公式实现：
[0038]F
carbon,t
＝E
all
；
[0039]E
all
＝E
wind
+E
sun
+E
CHP
+E
GT
+E
EB
+E
P2G
+E
ES
+E
Market
；
[0040]其中，E
all
为综合能源系统碳排放量，E
wind
为风机实际碳排放量，E
sun
为光伏实际碳排放量，E
CHP
为热电联产机组的碳排放量，E
GT
为燃气轮机的碳排放量，E
EB
为电锅炉机组的碳排放量，E
P2G
为P2G机组的碳排放量，E
ES
为储能设备的碳排放量，E
Market
为市场购能的碳排放量。
[0041]在一种可行的设计中，电力参数还包括第一电力区域中各节点的负荷，根据第一模型规划输电网，包括：
[0042]基于图论算法根据各节点的负荷，确定输电网的各节点之间的连接关系。
[0043]在一种可行的设计中，基于图论算法根据各节点的负荷，确定输电网的各节点之间的连接关系，包括：
[0044]获取输电网对应的初始的网架图；
[0045]向网架图输入各节点的负荷、风电装机容量、光电装机容量、水电装机容量、火电装机容量和储能装机容量；
[0046]根据网架图确定对应的矩阵；
[0047]基于网络最大流量法更新矩阵；
[0048]根据更新后的矩阵获取更新后的网架图；
[0049]对更新后的网架图中每一节点，调整火电机组、抽蓄、新能源机组出力；
[0050]基于每一节点的负荷和相应的火电机组、抽蓄、新能源机组出力，进行潮流计算获取潮流结果；
[0051]确定潮流结果是否收敛，若收敛，输出更新后的网架图，以确定输电网的各节点之间的连接关系，若不收敛，更新当前网架图，直至潮流结果收敛。
[0052]第二方面，提供了一种新能源接入下的输电网的规划装置，包括：
[0053]电力参数确定模块，用于根据待规划的输电网确定电力参数，电力参数包括输电网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源接入下的输电网的规划方法，其特征在于，包括：根据待规划的输电网确定电力参数，所述电力参数包括所述输电网的第一电力区域中各节点的风电装机容量和光电装机容量；基于所述电力参数，建立用于规划所述输电网的第一模型，所述第一模型包括第一目标函数、双碳目标子模型、全生命周期碳排放评估子模型和新能源渗透率子模型，所述第一目标函数用于通过最小化所述输电网的总成本来优化所述第一模型，所述第一目标函数以双碳目标子模型和新能源渗透率子模型为约束条件；采用优化算法优化所述电力参数，使得所述第一目标函数最优，以获取优化后的所述第一模型；根据所述第一模型规划所述输电网。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新能源渗透率子模型通过以下公式实现：现：现：现：其中，为所述风电装机容量，为所述光电装机容量，为风电渗透率，为光电渗透率，β
NE
为可再生能源消费占比，α
fire
为标煤折合系数，E
water
为水电发电量，E
sun
为光伏发电量，E
wind
为风电发电量，E
X
为能源消费总量，β
Abs
为可再生能源消纳责任权重，为全社会用电量。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一目标函数如以下公式所示：其中，X为所述第一电力区域，T为所述输电网对应的规划时期，F
cost
为所述输电网对应的总成本，所述F
inv
为投资成本，所述投资成本包括水电投资成本、火电投资成本、风电投资成本和光电投资成本，所述F
ope
为运营成本，所述F
inv
如以下公式所示：其中，为发电机建设成本，为线路建设成本、为储能成本。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电力参数还包括储能装机容量，所述第一模型还包括电力平衡约束子模型，所述第一目标函数还以电力平衡约束子模型为约束条件，所述电力平衡约束子模型通过以下公式实现：
其中，P
D
为所述第一电力区域的负荷需求，P
gen
为所述第一电力区域对应的发电机g发出的电力，为摒弃的电力，为储能的发电功率，为储能的蓄电功率，其中和均为根据所述储能装机容量确定的。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述双碳目标子模型通过以下公式实现：5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述双碳目标子模型通过以下公式实现：其中，P
fire
为火电出力，t为所述规划周期T的任意时刻，2030表示年份，2060表示年份，β
fire
为火电的二氧化碳排放通过节碳减排技术与生态系统碳汇能力达到碳中和的比率系数。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一模型还包括发电约束子模型，所述第一目标函数还以发电约束子模型为约束条件，所述发电约束子模型通过以下公式实现：现：现：其中，为所述发电机g的单位装机容量投资成本，为发电机装机容量，发电机装机容量为风电装机容量、光电装机容量、水电装机容量和火电装机容量的总和，为所述发电机装机容量的上限值，为所述发电机装机容量的下限值。7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一模型还包括第二目标函数，所述全生命周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓莉，苏舟，王艳，严欢，钟鸣睿，贾宏刚，张耀东，王喆，孙威，李秉晨，李涛，王露，孙玉婷，黄媛芳，杜一盟，张云龙，马昱璞，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：